سی‌تی اسکن بر مبنای شمارش فوتون

فن‌آوری سی‌تی علیرغم کامیابی‌های برجسته، همچنان دست‌خوش محدودیت‌های بزرگی است. نخست اینکه استفاده از پرتوهای یونیزان نگران‌کننده است. اگرچه می‌توان دوز پرتو را کم کرد ، اما کاهش دوز سبب ایجاد نویز (noise) وبه‌هم‌ریختگی(آرتیفکت) در تصاویر می‌شود.دوم: توانایی سی‌تی در افتراق بافت‌های سالم و پاتولوژیک(به خاطر کنتراست ذاتی اندک بین بافت‌های نرم) محدود است. در تصویربرداری کلینیکی با تجویز مادۀ کنتراست بر این تنگنا غلبه می‌شود، هرچند سومین محدودیت را به همراه می‌آورد: استفاده از مادۀ کنتراست ید دار که می‌تواند سبب آسیب کلیوی و واکنش‌های آلرژیک شود. در آخر، مقادیر تضعیف پرتو‌ی ایکس در تصاویر سی تی در واحد هانسفیلد بیان می‌شود که تحت تاثیر عواملی مانند ولتاژ تیوب و آناتومی اطراف است. بنابراین مقادیر وکسل در تصاویر سی‌تی ممکن است دانسیتۀ بافت یا غلظت مادۀ کنتراست را به طور واقعی نشان ندهد و مبهم باشد.
سی‌تی‌اسکن PC چند محدودیت تکنولوژی فعلی سی‌تی را برطرف می‌کند. اگر چه فن‌آوری به کار گرفته شده در دتکتورهای آن جدید نیست ولی در حوزۀ سی‌تی پدیده‌ای نوین می‌باشد. در مطالعات اولیه روی فانتوم‌ها و بیماران چندین فایده مشاهده شده که از آن جمله می‌توان به بهبود کیفیت تصویر، افزایش SNR (نسبت سیگنال به نویز) و کاهش دوز پرتو اشاره کرد. سی‌تی‌اسکنرها باثبت انرژی کلی پرتوهای ایکس عبوری از بدن، اطلاعات آناتومی داخلی بدن بیمار را جمع‌آوری می‌کنند. این اندازه گیری شامل ترکیبی از سیگنال‌های مفید و نویز الکترونیکی ناخواسته است. در دتکتورهای سی‌تی‌اسکنرهای قدیمی اطلاعات مهم که توسط فوتون‌های کم انرژی حمل می‌شوند، بسیار سخت اندازه گیری شده و مقادیر بالاتر دوز پرتو را لازم دارد. برعکس در سی‌تی‌اسکنرهایPC از دتکتورهای تجزیه‌کنندۀ انرژی(energy-resolving) برای ثبت انفرادی فوتون‌های ورودی استفاده می‌شود که به مقادیر زیادی مسئلۀ نویز الکترونیکی حذف می‌گردد.

▪ فواید ذاتی سی‌تی اسکنرهای PC :

1- حذف نویز الکترونیکی که امکان استفاده از پروتکل‌های با دوز خیلی پایین و به‌دست آوردن تصاویر با آرتیفکت‌های خطی کمتر و اعداد سی‌تی خیلی دقیق را میسر می‌سازد.

۲- افزایش SNR ید: درحالی‌که در سی‌تی استاندارد از افزایش دوز پرتو برای بهتر دیده شدن ساختمان‌های یددار شده و با کنتراست پایین استفاده می‌شود، سی‌تی‌اسکن PC به فوتون‌های تمام انرژی‌ها پاسخی یکسان می‌دهد که در نهایت سبب افزایش رزولوشن کنتراست ید و کاهش حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد دوز پرتو می‌شود. محققان دریافته‌اند که اسکنر PC در مقایسه با سی‌تی‌اسکنرهای قدیمی از خون یددار شده سیگنال‌های قوی‌تری تولید می‌کند. افزایش SNR ید در بسیاری از چالش‌ها مانند تصویر برداری از ایمپلنت‌های فلزی یا بیماران چاق یا زمانی‌که غلظت ید در خون پایین است کمک کننده می‌باشد.

۳- بهبود رزولوشن فضایی: یکی از فواید چشمگیر سی‌تی‌اسکنرهای PC توانایی تولید تصاویر با رزولوشن فضایی 15/0 میلی‌متر بدون تاثیر بر کارایی دوز پرتو می‌باشد. این رزولوشن بهبود یافته در ترسیم ساختارهای استخوانی کمتر از یک میلی‌متر در گوش داخلی که برای نصب ایمپلنت‌های کوکله‌آر موضوعی جدی است و همچنین تصویربرداری از راه‌های هوایی و عروق ریز بسیار ارزشمند است.
۴- مشابه سی‌تی‌اسکنرهای با دو انرژی (dual-energy ct scan) سی‌تی‌اسکنر PC نیز می‌تواند طیفی از سیگنال‌ها را ولی با تنها یک ولتاژ دریافت نماید که سبب افزایش رزولوشن در تصویربرداری از استنت‌ها، حذف کلسیفیکاسیون‌ها از تصویر بدون به جا گذاشتن آرتیفکت و ارزیابی نقرس و ادم مغز استخوان در بیماران با آسیب حاد زانو می‌شود.
۵- تمایز میان مواد کنتراست با انرژی‌های متفاوت لبۀ k: به خاطر توانایی افتراق مواد کنتراست متفاوت در یک اسکن، سی‌تی‌اسکنرهای PC راه را برای استفاده‌های جدید مواد کنتراست (گادولینیوم، بیسموت یا ذرات طلا) هموار ساخته است. به طور مثال می‌توان برای بررسی اینهنسمنت دیوارۀ روده از ید و برای بررسی لومن روده از بیسموت به طور همزمان و در یک اسکن استفاده نمود. اگرچه این تکنولوژی جدید هنوز به کارآزمایی‌های کلینیکی و مهندسی بیشتری نیاز دارد تا به بازار سی‌تی ‌اسکن بیاید ، اما آینده‌ای روشن را در حوزۀ تصویربرداری پزشکی نوید می‌دهد.